电磁感应和磁场共振无线充电方式原理

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电磁感应和磁场共振无线充电方式原理

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无线充电技术对于现代人来说并不陌生，现在有许多手机已经具备这种功能。目前市场上的iPhone8/iPhoneX就支持无线充电功能，但充电功率仅为7.5w，三星公司也推出了无线充电新款据说可以达到15w的充电功率。但目前与有线充电差距还是很大的，我们只能称之为无线慢充，而且据使用者介绍，这种充电方式电池比较容易发热。不仅在手机行业，电动汽车也是热门行业，汽车能够实现无线充电，甚至家里的许多家用电器都实现无线充电，那能够给人类带来很大的便捷，你完全不用担心什么忘记充电了，什么没电了。所以在无线充电领域，给我们带来的便捷是巨大的，我们还需要继续努力，普及的日子不远了。
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+ V! Q3 ~1 j: h* G无线充电方式很多，目前我们知道有四种方式：1、电场耦合式；2、电磁感应式；3、磁场共振式；4、无线电波式。但由于电场耦合方式和无线电波这种方式的传输功率较小，目前常用的是电磁感应和磁场共振。

一、电磁感应充电技术
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电流通过线圈，线圈产生磁场对附近线圈产生感应电动势从而产生电流，这种充电方式的转化效率较高，但传输距离较短达到0mm～10cm左右，而且对摆放位置要求较高，只能对准线圈一对一进行。金属感应接触还会产生热量造成发热现象。基于磁场感应的无线充电技术，本质上和空心变压器差不多，原理简单，技术成熟，成本低廉，是一种已经广泛普及的技术。不过磁场感应技术的缺陷是传输距离短，充电设备摆放位置自由度低。
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该技术目前不仅应用于手机，在电动汽车领域已经有所应用，如今的汽车市场中电动汽车不再是一个小众化市场，随着国家政策支持和各大厂商的大力宣传，电动汽车的保有量在不断上涨，这是一个喜人的想象。但问题也随之而来，公共电桩的匮乏、充电时间漫长给电动汽车车主带来不小的烦恼，在日常的使用中电动汽车还不能完全满足人们日常的所有出行需求。续航问题制约了出行的距离，中途汽车没电了真的只能干着急，即使在北京这样的现代化大都市想要随时找到能用的公用电桩也是一种奢望。近日，有媒体报道美国橡树岭国家实验室在无线充电领域取得重大突破，一个20千瓦的无线充电系统充电效率达到90%，充电速度是通常使用的插电式电动汽车设备的3倍。这一技术如果得到广泛应用，将对大型大功率汽车的无线充电有推动作用，从而使得电动汽车能应用在更多领域，快速便捷的充电模式将增加消费者对电动汽车的接受程度。

二、磁场共振充电技术
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磁场共振技术的崛起源于2008年MIT的一场实验，研究员隔空点亮了一个60W的电灯泡，第一次让世界认识到无线充电还能这么玩。相比磁场感应技术，磁场共振的优势在于能在更大的范围内实现有效的能量传递，实现更高的空间自由度。因此其可靠性更高，而且支持多个设备同时充电。
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发送端遇到共振频率相同的接收端，由共振效应进行电能传输。这种充电方式传输距离较远，同时传输的功率较大适合远距离大功率充电。但这种充电方式效率较低，传输过程中有较大的损耗，距离越远，传输功率越大，损耗也就越大。更重要的是必须对使用的频段进行保护免受外界因素干扰。
就目前的技术来讲，两种充电方式都存在一定的优缺点，总体来说它们只能在固定的位置和范围内进行充电，对于移动设备来讲还是不够便捷。所以科研人员又在极力开发可以随时随地充电的方式。
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美国的科学家们总会有一些奇思妙想，他们竟然打算将无线充电的技术应用到高速公路上。在公路的柏油层下方，按一定的距离布置初级线圈，当电动汽车从上面经过时，就能进行充电。将使移动式无线充电成为现实，公路自身变为天然充电场所。试想一下，当你开着一台电动汽车行驶在可以充电公路上，看着电池电量在缓慢增长，驶达目的地的时候，可能会比出发时的电量还要多。解决了致命的续航问题，那将是电动汽车最大的优势。
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